Les sols toxiques et l’effet du changement climatique
Le changement climatique pourrait altérer de façon critique les éléments biotiques (ceux liés aux organismes vivants) et modifier les éléments abiotiques des écosystèmes terrestres. La situation peut être bien pire dans les systèmes confrontés à plusieurs couches de facteurs de stress environnementaux et anthropiques, comme les sols contaminés par l’homme. Les effets des contaminants toxiques peuvent s’aggraver en fonction des conditions climatiques, accumulant la pression et risquant de dégrader davantage les écosystèmes. Le projet GLOBALTOX de l’UE a évalué la sensibilité de différentes espèces d’invertébrés du sol aux changements de toxicité au niveau du sol induits par des facteurs climatiques uniques: température de l’air, teneur en humidité du sol, concentrations de CO2 atmosphérique et rayonnement UV. En outre, le projet entendait découvrir comment les niveaux de toxicité sont affectés dans différents scénarios de changement climatique grâce à des simulations faisant intervenir des combinaisons de différents facteurs climatiques et en utilisant les invertébrés du sol comme bio-indicateurs. Environnements artificiels L’équipe a recueilli des échantillons de sols naturels de terrains contaminés par une pollution métallique d’origine anthropique, provenant d’une ancienne région minière au Portugal et d’une ancienne zone agricole qui, des années durant, a reçu des déchets chimiques d’un complexe industriel voisin. Les échantillons ont été emmenés aux laboratoires de l’Université d’Aveiro, où ils ont été séchés à l’air et conservés à 4 °C avant d’être utilisés dans les expériences. L’équipe a créé des combinaisons de différents facteurs climatiques à tester sur les échantillons de sol, en s’appuyant sur les prévisions des scénarios d’émissions possibles établies par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Ils ont ensuite mesuré les changements des paramètres clés du sol: pH, matière organique, cycle des éléments nutritifs, présence de métaux, communauté microbienne. Des espèces d’invertébrés vivant dans le sol ont été utilisées pour comprendre les effets possibles, au niveau de l’organisme et de la population. Les espèces sélectionnées jouent un rôle crucial dans le bon fonctionnement des écosystèmes terrestres. L’équipe s’est penchée sur le comportement de survie, de reproduction et d’évitement des sols contaminés et a mesuré les concentrations de métaux dans l’organisme, les biomarqueurs enzymatiques et les changements dans l’expression génétique des microorganismes. «Dans un premier temps, nous avons vérifié les effets induits par les altérations des facteurs climatiques uniques pour connaître les effets spécifiques de chacun des facteurs climatiques sélectionnés», explique la Dre María Nazaret González Alcaraz, boursière Marie Curie dans le cadre du projet GLOBALTOX. «Au cours de la deuxième étape, nous avons combiné différents facteurs climatiques afin de simuler les conditions climatiques globales de l’environnement de manière plus réaliste.» Soutenir la communauté scientifique L’équipe a constaté que les scénarios climatiques prévus pour l’année 2100 pourraient influencer la performance des espèces d’invertébrés du sol dans les sols contaminés par une pollution métallique d’origine anthropique. Les effets ont été particulièrement prononcés lorsque la sécheresse du sol a été exacerbée par l’exposition à des températures de l’air plus élevées. De plus, les sols très acides et à forte teneur en métaux sont parmi les plus touchés, ce qui aggrave les effets toxiques. C’est la première fois, à la connaissance de l’équipe GLOBALTOX, que les risques d’écotoxicité des sols victimes d’une contamination par des métaux d’origine anthropique ont été évalués grâce à des scénarios de changement climatique réalistes et prévisibles utilisant des invertébrés du sol comme bio-indicateurs. «Les résultats que nous avons obtenus pourraient avoir une incidence importante sur la surveillance et la gestion des sols contaminés par l’homme dans le contexte des changements climatiques», déclare la Dre González Alcaraz. «Les preuves évidentes fournies par les résultats soulignent encore la nécessité de limiter l’augmentation de la température mondiale à 1,5 °C fixée par l’Accord de Paris», ajoute la Dre González Alcaraz. L’équipe est sur le point de terminer l’analyse de certains échantillons et travaille à la publication des résultats. À moyen et long terme, l’équipe souhaite réaliser les mêmes tests sur d’autres types de sols contaminés.
Mots‑clés
GLOBALTOX, sol, environnement, toxines, expérience, changement climatique
